DE102020211034A1 - Cage segment for a roller bearing, in particular a roller bearing with a large diameter - Google Patents
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Abstract
Das Käfigsegment für Wälzlager umfasst zumindest zwei Taschen 54, die jeweils dazu ausgelegt sind, zumindest eine Rolle 20 aufzunehmen, und zwei gegenüberliegende Stirnabschnitte 62, 64, die das Käfigsegment in der Umfangsrichtung begrenzen.Jeder Stirnabschnitt 62, 64 ist mit einer konkaven äußeren Stirnfläche 62a, 64a versehen, die die Form eines Zylindersegments hat.The roller bearing retainer segment comprises at least two pockets 54, each adapted to receive at least one roller 20, and two opposed face portions 62, 64, which define the retainer segment in the circumferential direction. Each face portion 62, 64 is provided with a concave outer face 62a , 64a which has the shape of a cylinder segment.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Lager.The present invention relates to the field of bearings.
Die Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet der Wälzlager mit großem Durchmesser, die axiale und radiale Lasten aufnehmen können, und die einen Innenring und einen Außenring haben, die konzentrisch um die Rotationsachse, die in der axialen Richtung verläuft, angeordnet sind.The invention relates in particular to the field of large-diameter rolling bearings capable of supporting axial and radial loads and having an inner ring and an outer ring arranged concentrically around the axis of rotation running in the axial direction.
Solche Wälzlager mit großem Durchmesser können beispielsweise in einer Tunnelbohrmaschine, in einer Bergwerksextraktionsmaschine, in einem großen Offshore-Kran oder in einer Windturbine verwendet werden.Such large-diameter rolling bearings can be used, for example, in a tunnel boring machine, a mine extraction machine, a large offshore crane, or a wind turbine.
Ein Wälzlager mit großem Durchmesser umfasst im Allgemeinen zwei konzentrische Innen- und Außenringe, und eine Lageanordnung, die zwei Reihen von axialen Rollen und eine Reihe von radialen Rollen aufweist. Solche Wälzlager sind im Allgemeinen sowohl axial als auch radial häufig mit einer relativ großen Last belastet.A large diameter rolling bearing generally comprises two concentric inner and outer rings, and a bearing assembly having two rows of axial rollers and one row of radial rollers. Such rolling bearings are generally loaded both axially and radially often with a relatively large load.
Für ein solches Wälzlager mit großem Durchmesser ist es bekannt, einen segmentierten Käfig zu verwenden, um die Kontaktrollen aufzunehmen. Der segmentierte Käfig umfasst mehrere aufeinanderfolgende Käfigsegmente, die in der Umfangsrichtung relativ zueinander aneinander angrenzen und die jeweils dazu ausgelegt sind, zumindest zwei Kontaktrollen aufzunehmen.For such a large-diameter rolling bearing, it is known to use a segmented cage to house the contact rollers. The segmented cage comprises a plurality of consecutive cage segments which are adjacent to one another in the circumferential direction relative to one another and which are each adapted to receive at least two contact rollers.
Ansonsten können abhängig von der Verwendung des Wälzlagers beachtliche Kräfte auftreten, die eine Verformung des Lagers, insbesondere des rotierenden Rings, verursachen können, was in einigen Fällen dazu führt, lokal die Ringe zu separieren. In der Tat kann eine radiale Lücke zwischen dem rotierenden Ring und dem feststehenden Ring des Wälzlagers erzeugt werden.Otherwise, depending on the use of the rolling bearing, considerable forces can occur that can cause deformation of the bearing, especially of the rotating ring, which in some cases leads to local separation of the rings. In fact, a radial gap can be created between the rotating ring and the stationary ring of the bearing.
Um diesen Nachteil zu überwinden, umfasst das Wälzlager, das in Patent
Jedoch benötigt die radiale Abmessung eines solchen Rollenlagers einen beachtliche Installationsraum. Andernfalls benötigt die Montage der vier Reihen von Zylinderrollen ebenfalls eine große Anzahl von Zusammenbauschritten.However, the radial dimension of such a roller bearing requires a considerable installation space. Otherwise, assembly of the four rows of cylindrical rollers also requires a large number of assembling steps.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es diese Nachteile zu überwinden.An object of the present invention is to overcome these disadvantages.
Die Erfindung betrifft ein Käfigsegment für Wälzlager, das zumindest zwei Taschen, die jeweils dazu ausgelegt sind, zumindest eine Rolle aufzunehmen, und zwei gegenüberliegende Stirnabschnitte aufweist, die das Käfigsegment in der Umfangsrichtung begrenzen.The invention relates to a cage segment for rolling bearings, which has at least two pockets, each designed to receive at least one roller, and two opposite end portions delimiting the cage segment in the circumferential direction.
Gemäß einem allgemeinen Merkmal ist jeder Stirnabschnitt mit einer konkaven äußeren Stirnfläche versehen, die die Form eines Zylindersegments hat.According to a general feature, each end portion is provided with a concave outer end surface having the shape of a segment of a cylinder.
Mit einem solchen Design kann in der montierten Position in dem zugehörigen Wälzlager eine radiale Rolle umfänglich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Käfigsegmenten, die die Taschen für axiale Rollen begrenzen, eingefügt werden.With such a design, in the mounted position in the associated rolling bearing, a radial roller can be inserted circumferentially between two consecutive cage segments delimiting the pockets for axial rollers.
Der Begriff „axiale Rollen“ wird verstanden, Rollen zu bedeuten, die dazu ausgelegt sind, nur axiale Lasten aufzunehmen, wohingegen der Begriff „radiale Rolle“ verstanden wird, Rollen zu bedeuten, die dazu ausgelegt sind, nur radiale Lasten aufzunehmen.The term "axial rollers" is understood to mean rollers designed to carry only axial loads, whereas the term "radial roller" is understood to mean rollers designed to carry only radial loads.
Bei einer solchen Anordnung der zumindest einen radialen Rolle sind eine radiale Verformung des Wälzlagers und eine Lücke, die sich zwischen dem Innenring und dem Außenring des zugehörigen Wälzlagers in der radialen Richtung öffnet, begrenzt.With such an arrangement of the at least one radial roller, radial deformation of the rolling bearing and a gap opening between the inner ring and the outer ring of the associated rolling bearing in the radial direction are limited.
Zwei Funktionen werden in der Reihe erreicht, die sowohl die radiale Rolle als auch die axialen Rollen hat.Two functions are accomplished in the series having both the radial roller and the axial rollers.
Ansonsten ist mit Bezug auf ein herkömmliches Wälzlager, das zwei Reihen von radialen Zylinderrollen aufweist, die Anzahl der Teile, die verwendet werden, um die Ringe zu bilden, bei dem neuen Design des zugehörigen Wälzlagers begrenzt. Der Installationsraum, der benötigt wird, ist reduziert und das Design des zugehörigen Wälzlagers ist kompakt. Die Anzahl der Zusammenbauschritte ist ebenfalls reduziert.Otherwise, with respect to a conventional rolling bearing having two rows of radial cylindrical rollers, the number of parts used to form the rings is limited in the new design of the associated rolling bearing. The installation space required is reduced and the design of the associated rolling bearing is compact. The number of assembling steps is also reduced.
Das Käfigsegment kann innere und äußere Zylinderabschnitte aufweisen, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken, und die das Käfigsegment in der radialen Richtung begrenzen, wobei die inneren und äußeren Zylinderabschnitte innere Kontaktflächen haben, die einander gegenüberliegen und Lagerflächen für die Stirnflächen der Rollen jeder Tasche bilden.The cage segment may have inner and outer cylindrical portions that extend in the circumferential direction and delimit the cage segment in the radial direction, the inner and outer cylindrical portions having inner contact surfaces that oppose each other and form bearing surfaces for the end faces of the rollers of each pocket.
Bevorzugt erstreckt sich die Achse des Zylindersegments jeder Stirnfläche senkrecht zu der Achse der Rolle jeder Tasche.Preferably, the axis of the cylinder segment of each face extends perpendicularly to the axis of the roll of each pocket.
Die Achse des Zylindersegments jeder Stirnfläche kann nach außen in der Umfangsrichtung mit Bezug auf die Stirnfläche versetzt sein. Bevorzugt sind die Achsen der Zylindersegmente der Stirnflächen parallel zueinander. Die Stirnflächen können symmetrisch mit Bezug auf eine radiale Ebene sein, die durch den Mittelpunkt des Käfigsegment hindurchgeht.The axis of the cylinder segment of each face may be splayed outward in the circumferential direction Be offset in relation to the face. The axes of the cylinder segments of the end faces are preferably parallel to one another. The faces may be symmetrical with respect to a radial plane passing through the center point of the cage segment.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Wälzlager, das einen ersten Ring, einen zweiten Ring, zumindest eine Reihe von radialen Wälzkörpern, die radial zwischen axialen Laufbahnen der Ringe eingefügt sind, zumindest eine Reihe von axialen Rollen, die axial zwischen radialen Laufbahnen der Ringe eingefügt sind und sich radial zwischen axialen Führungsflächen der Ringe befinden, und zumindest einen segmentierten Käfig zum Halten der Reihe von axialen Rollen, und der mehrere aufeinanderfolgende umfängliche Käfigsegmente wie voranstehend beschrieben aufweist. Jede Tasche der Käfigsegmente nimmt zumindest eine axiale Rolle auf.The invention also relates to a rolling bearing comprising a first ring, a second ring, at least one series of radial rolling elements inserted radially between axial raceways of the rings, at least one series of axial rollers inserted axially between radial raceways of the rings and located radially between axial guide faces of the rings, and at least one segmented cage for holding the series of axial rollers and comprising a plurality of consecutive circumferential cage segments as described above. Each pocket of the cage segments accommodates at least one axial roller.
Das Wälzlager umfasst ferner zumindest eine radiale Rolle, die umfänglich zwischen jeder Stirnfläche jedes Käfigsegments des segmentierten Käfigs und der gegenüberliegenden Stirnfläche des benachbarten Käfigsegments eingefügt ist. Die radialen Rollen sind radial zwischen den axialen Führungsflächen der Ringe eingefügt.The rolling bearing further includes at least one radial roller circumferentially interposed between each face of each cage segment of the segmented cage and the opposite face of the adjacent cage segment. The radial rollers are inserted radially between the axial guide faces of the rings.
Der zweite Ring kann eine auskragende Nase aufweisen, die in eine ringförmige Nut des ersten Rings eingreift und die mit einer axialen zylindrischen Fläche versehen ist, auf der die axiale Laufbahn des zweiten Rings gebildet ist.The second ring may have a projecting lug which engages in an annular groove of the first ring and which is provided with an axial cylindrical surface on which the axial raceway of the second ring is formed.
In einer Ausführungsform umfasst das Wälzlager ferner zumindest eine zusätzliche Reihe von axialen Wälzkörpern, die axial zwischen radialen Laufbahnen des ersten und zweiten Rings eingefügt sind. Die Reihe von axialen Rollen und die zusätzliche Reihe von axialen Wälzkörpern kann axial auf jeder Seite der auskragenden Nase des zweiten Rings angeordnet sein.In one embodiment, the rolling bearing further comprises at least one additional row of axial rolling elements axially interposed between radial raceways of the first and second rings. The series of axial rollers and the additional series of axial rolling elements may be arranged axially on either side of the cantilevered nose of the second ring.
Die Reihe der axialen Wälzkörper und die Reihe der radialen Wälzkörper können Zylinderrollen aufweisen.The row of axial rolling elements and the row of radial rolling elements can have cylindrical rollers.
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser durch das Studium der ausführlichen Beschreibung der speziellen Ausführungsformen verstanden, die als nicht begrenzende Beispiele gegeben sind und durch die angehängten Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
- -
1 und2 partielle Querschnitte des Wälzlagers gemäß einem Beispiel der Erfindung sind, - -
3 eine teilweise perspektivische Ansicht eines segmentierten Käfigs und der Rollen des Wälzlagers der1 und2 ist, und - -
4 eine perspektivische Ansicht eines Käfigsegments des segmentierten Käfigs der3 ist.
- -
1 and2 are partial cross sections of the rolling bearing according to an example of the invention, - -
3 12 is a partial perspective view of a segmented cage and rollers of the rolling bearing of FIG1 and2 is and - -
4 a perspective view of a cage segment of the segmented cage of FIG3 is.
Das Wälzlager, wie es in
Die Innen- und Außenringe 10, 12 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Lagerrotationsachse (nicht gezeigt), die in einer axialen Richtung verläuft. Die Ringe 10, 12 sind von einer massiven Art.The inner and
Der Innenring 10 ist als ein Trennring gebildet und umfasst einen ersten Ring 14 und einen zweiten Ring 16, die relativ zueinander in der axialen Richtung gestapelt sind. Jeder des ersten und des zweiten Rings 14, 16 des Innenrings ist mit mehreren ausgerichteten Durchgangslöcher (nicht gezeigt) versehen, um miteinander durch Befestigungsbolzen verbunden zu werden.The
In dem dargestellten Beispiel umfasst das Wälzlager zwei Reihen von axialen Rollen 18, 20, die zwischen dem Innen- und dem Außenring 10, 12 angeordnet sind, um ein Axiallager zu bilden, und eine Reihe von radialen Rollen 22, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um ein Radiallager zu bilden.In the example shown, the rolling bearing comprises two rows of
Wie nachstehend beschrieben wird, umfasst das Wälzlager auch radiale Rollen 24 (
Die Rollen 18, 20, 22 einer Reihe sind identisch zueinander. Jede Rolle 18, 20, 22 weist eine zylindrische äußere Wälzfläche auf. Jede Rolle 18, 20, 22 umfasst ferner zwei gegenüberliegende Stirnflächen, die die äußere Wälzfläche begrenzen.The
Die Rotationsachse jeder Rolle 22 ist parallel zu der Lagerachse und senkrecht zu den Achsen jeder der Rollen 18, 20. In dem dargestellten Beispiel ist die axiale Länge der Rolle 18 größer als eine der Rollen 20. Alternativ kann die axiale Länge der Rollen 18 kleiner sein als oder gleich sein zu einer der Rollen 20.The axis of rotation of each
Die axialen Rollen 18 sind axial zwischen ringförmigen radialen Laufbahnen 26, 28 eingefügt, die entsprechend auf dem Innen- und dem Außenring 10, 12 gebildet sind. Die Laufbahn 26, 28 liegen einander in der axialen Richtung gegenüber.The
Die axialen Rollen 20 sind axial zwischen ringförmigen radialen Laufbahnen 30, 32 eingefügt, die entsprechend auf dem Innen- und Außenring 10, 12 gebildet sind. Die Laufbahnen 30, 32 liegen axial einander gegenüber. Die Reihen der axialen Rollen 18, 20 sind voneinander in der axialen Richtung beabstandet. Die axialen Rollen 20 sind radial zwischen ringförmigen axialen Führungsflächen 34, 36 lokalisiert, die entsprechend auf dem Innen- und Außenring 10, 12 gebildet sind. Die Führungsflächen 34, 36 liegen einander in der radialen Richtung gegenüber. Jede Führungsfläche 30, 32 ist gerade und senkrecht zu den entsprechenden Laufbahn 30, 32 angeordnet.The
Die Laufbahn 30 und die Führungsfläche 34 des Innenrings definieren zusammen die Laufbahn 32 und die Führungsfläche 36 des Außenrings einen ringförmigen Raum, in dem die axialen Rollen 20 aufgenommen sind. Die Wälzfläche jeder axialen Rolle 20 ist in axialen Kontakt mit den Laufbahnen 30, 32.The
Die radialen Rollen 22 sind radial zwischen ringförmigen axialen Laufbahnen 38, 40 eingefügt, die entsprechend auf den Innen- und Außenring 10, 12 gebildet sind. Die Laufbahnen 38, 40 liegen einander in der radialen Richtung gegenüber. Die Reihe der radialen Rollen 22 ist radial nach innen mit Bezug auf die Reihe der axialen Rollen 18, 20 versetzt. Die Reihe der radialen Rollen 22 befindet sich axial zwischen den Reihen der axialen Rollen 18, 20.The
Der Innenring 10 umfasst eine ringförmige Nut 42, die sich in der radialen Richtung nach außen in Richtung des Außenrings 12 öffnet. Der Innenring 10 umfasst eine äußere gestufte zylindrische Fläche 10a, aus der die Nut 42 gebildet ist.The
Der Außenring 12 umfasst eine ringförmige auskragenden Nase 44, die in die ringförmige Nut 42 des Innenrings eingreift. Die Nase 44 erstreckt sich radial nach innen. Die auskragenden Nase 44 kragt radial von der inneren zylindrischen Fläche oder Bohrung des Außenrings aus.The
Die Reihen der axialen Rollen 18, 20 sind axial zwischen der Nase 44 des Außenrings und der Nut 42 des Innenrings angeordnet. Die Reihen der axialen Rollen 18, 20 sind auf jeder Seite der Nase 44 angeordnet. Die radiale Laufbahnen 28, 32 befinden sich auf der Nase 44. Die radialen Laufbahnen 26, 30 befinden sich auf der Nut 42 des Innenrings.The rows of
Die Reihe der radialen Rollen 22 ist radial zwischen der Nase 44 des Außenrings und der Nut 42 des Innenrings angeordnet. Die axialen Laufbahnen 38, 40 befinden sich entsprechend auf der Nut 42 und der Nase 44. Eine innere zylindrische Fläche oder Bohrung der Nase 44 begrenzt die axiale Laufbahn 40. Ein axialer Boden der Nut 42 begrenzt die axiale Laufbahn 38. Die axiale Laufbahn 38 liegt radial der inneren zylindrischen Bohrung der Nase 44 gegenüber, auf der die axiale Laufbahn 40 gebildet ist.The row of
In dem dargestellten Beispiel ist der Außenring 12 einstückig hergestellt. Alternativ kann der Außenring 12 in der axialen Richtung in zumindest zwei getrennte Teile geteilt sein, die miteinander gesichert sind. Wie voranstehend erwähnt, ist der Innenring 10 in der axialen Richtung in zwei separate Teile geteilt, den ersten Ring 14 und den zweiten Ring 16. Der erste und der zweite Ring 14, 16 begrenzen zusammen die Nut 42.In the example shown, the
Das Wälzlager umfasst ferner einen Käfig 50 zum Halten der axialen Rollen 20, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind. Der Käfig 50 hält eine gleichmäßige umfängliche Beabstandung zwischen den axialen Rollen 20 aufrecht. Der Käfig 50 ist in dem ringförmigen Raum aufgenommen, der durch die Laufbahn 30 und die Führungsfläche 34 des Innenrings und die Laufbahn 32 und die Führungsfläche 36 des Außenrings definiert ist. Jede axiale Rolle 20 wird durch den Käfig 50 gehalten, der gegen die Führungsflächen 34, 36, 32 drücken kann.The rolling bearing further includes a
Der Käfig 50 ist segmentiert und ist durch mehrere aufeinanderfolgende Käfigsegmente 52 gebildet, wie in
Jedes Käfigsegment 52 des segmentierten Käfigs begrenzt mehrere Taschen 54, die jeweils ausgelegt sind, eine axiale Rolle 20 aufzunehmen. Jedes Käfigsegment 52 kann vorteilhafterweise einstückig, zum Beispiel aus Metall, wie beispielsweise Stahl, Bronze, oder aus Kunststoffmaterial, hergestellt sein. In dem dargestellten Beispiel sind die Käfigsegmente 54 identisch zueinander.Each
Wie deutlicher in
Der innere zylindrische Abschnitt 56 umfasst eine Außenfläche (nicht bezeichnet), die radial nach innen in Richtung der Führungsfläche 36 des Außenrings (
Die inneren und der äußeren zylindrischen Abschnitte 56, 58 jedes Käfigsegments haben innere Kontaktflächen 56a, 58a, die einander gegenüberliegen und die Lagerflächen für die Endflächen der zugehörigen Rolle 20 (
Um die aufeinanderfolgenden Taschen 54 zu begrenzen, umfasst jedes Käfigsegment 52 mehrere Randabschnitte 50, die sich radial zwischen den inneren und äußeren zylindrischen Abschnitten 56, 58 erstrecken und mit den Abschnitten verbunden sind.In order to define the
In dem dargestellten Beispiel umfasst jedes Käfigsegment 52 drei Taschen 54. Alternativ kann jedes Käfigsegment 52 eine unterschiedliche Anzahl von Taschen aufweisen. Bevorzugt ist jedes Käfigsegment 52 mit zumindest zwei Taschen versehen.In the illustrated example, each
Jedes Käfigsegment 52 des segmentierten Käfigs umfasst ebenfalls zwei gegenüberliegende Stirnabschnitte 62, 64, die das Käfigsegment in der Umfangsrichtung begrenzen und wobei jeder eine äußere Stirnfläche 62a, 64a umfasst.Each
Mit Bezug wiederum auf
Jede Stirnfläche 62a, 64a hat eine konkave Form, die die Form eines Zylindersegments hat, wie in
Die radialen Rollen 24 sind identisch zueinander. Jede radiale Rolle 24 umfasst eine zylindrische äußere Wälzfläche. Die Rotationsachse jeder radialen Rolle 24 ist parallel zu der Achse des Lagers und senkrecht zu den Achsen jeder der axialen Rollen 18, 20.The
Mit Bezug auf
Das Wälzlager umfasst ebenfalls einen Käfig 70, um die axialen Rollen 18 in der Umfangsrichtung beabstandet zu halten. Der Käfig 70 ist segmentiert und durch mehrere aufeinanderfolgende Käfigsegmente 72 gebildet, die in der Umfangsrichtung relativ zueinander angrenzen. Der Käfig 70 ist als ein Spaltkäfig gebildet.The rolling bearing also includes a
Ansonsten ist, wie voranstehend erwähnt, in diesem dargestellten Beispiel der erste Ring des Wälzlagers der Innenring 10, wohingegen der zweite Ring der Außenring 12 ist.Otherwise, as mentioned above, in this illustrated example, the first ring of the rolling bearing is the
Bei einer Alternative könnte es ebenfalls möglich sein, eine umgekehrte Anordnung bereitzustellen, wobei der erste Ring den Außenring bildet und der zweite Ring den Innenring bildet. In diesem Fall öffnet sich die Nut, die auf dem Innenring gebildet ist, radial nach innen und die Nase des Außenrings erstreckt sich radial nach außen.In an alternative, it might also be possible to provide an inverted arrangement, with the first ring forming the outer ring and the second ring forming the inner ring. In this case, the groove formed on the inner ring opens radially inwards and the nose of the outer ring extends radially outwards.
In den beschriebenen Beispielen ist das Wälzlager mit einem Wälzlager versehen, dass drei Reihen von Wälzkörpern aufweist. Alternativ kann das Wälzlager nur zwei Reihen von Wälzkörpern oder vier oder mehr Reihen von Wälzkörpern aufweisen. In dem dargestellten Beispiel sind die Wälzkörper 18, 22 Rollen. Das Wälzlager kann andere Arten von Wälzkörpern 18 und 22, beispielsweise Kugeln, aufweisen.In the examples described, the rolling bearing is provided with a rolling bearing that three Has rows of rolling elements. Alternatively, the rolling bearing may have only two rows of rolling elements or four or more rows of rolling elements. In the example shown, the rolling
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- EP 2092204 B1 [0007]EP 2092204 B1 [0007]
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